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隨著社會(huì)的發(fā)展,高分子材料在生活中隨處可見,如橡膠、塑料以及合成纖維等.這些材料往往會(huì)與其他材料一起被制成復(fù)合材料后再應(yīng)用到許多領(lǐng)域中,如包裝行業(yè)、建筑行業(yè)、汽車工業(yè)、紡織工業(yè)以及電子工業(yè)等,但在這些領(lǐng)域中,一些高分子材料需要粘接固定后再使用,以延長材料的使用壽命或防止脫落帶來損失.因此,高分子材料的粘接性能對(duì)于其應(yīng)用而言是十分重要的.

高分子材料的粘接性能中最重要的一種是界面粘接,界面粘接是將兩種材料的表面通過物理或化學(xué)作用粘接在一起,其粘接強(qiáng)度取決于兩個(gè)表面之間的作用力,如共價(jià)鍵、范德華力以及疏水作用力等.在粘接兩種界面時(shí),如果高分子表面的官能團(tuán)與另一種材料表面上的基團(tuán)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),生成新的共價(jià)鍵,就能使二者牢固結(jié)合,最典型的實(shí)例是用硅烷偶聯(lián)劑來增強(qiáng)高分子界面粘接.界面間范德華力的產(chǎn)生原因是兩個(gè)原子或分子的偶極子之間的相互作用,疏水作用力通常發(fā)生在兩個(gè)疏水表面之間,在兩個(gè)表面接觸時(shí)不會(huì)產(chǎn)生含水分子的間隙,水分子不會(huì)影響粘接表面.通常,用于水下粘接的高分子材料具有疏水的表面,這是為了避免粘接界面產(chǎn)生水合作用而影響粘接效果.此外,對(duì)于不同的高分子材料,其表面的潤濕程度、粗糙程度以及表面能也不同,這些因素都會(huì)影響粘接強(qiáng)度.當(dāng)兩個(gè)表面不能直接粘接或者粘接強(qiáng)度很差時(shí),就需要對(duì)材料表面進(jìn)行改性,使其表面潤濕程度、粗糙程度以及表面能相近,因此,尋找合適的高分子材料表面改性方法來增強(qiáng)界面粘接是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。

高分子材料等離子處理

等離子體是一種準(zhǔn)中性的電離氣體,由自由電子、離子、中性物質(zhì)和光子組成.當(dāng)向氣體提供足夠的能量,從氣體分子中激發(fā)出至少一個(gè)電子時(shí),產(chǎn)生等離子體.根據(jù)電離度的不同,等離子體可分為“熱”和“冷”兩種.熱等離子體接近熱力學(xué)平衡,其特點(diǎn)是具有高能量密度且重粒子與電子的溫度相等.相反,冷等離子體為非平衡態(tài),電子的溫度遠(yuǎn)高于離子和中性粒子的溫度.對(duì)于冷等離子體,電子是主要的能量載體,它們通過與其他物質(zhì)(主要是中性物質(zhì))的碰撞來控制等離子體的化學(xué)反應(yīng).在化學(xué)反應(yīng)中,冷等離子體中的高能電子可破壞高分子表面的化學(xué)鍵,活化高分子材料的表面,而熱等離子體由于其溫度較高,高分子材料表面會(huì)受到破壞.因此,采用冷等離子體法能制備更易黏合的聚合物表面、可偶聯(lián)的聚合物表面或涂層等。

用于材料表面處理的等離子體可分為兩大類:一類是利用氣體(Ar,O2,N2以及空氣等)產(chǎn)生與聚合物表面反應(yīng)的等離子體,如O2等離子體可以使高分子表面羥基化;另一類是通過有機(jī)分子(如飽和或不飽和碳?xì)浠衔?來產(chǎn)生等離子體,使材料表面可生長高分子薄膜.當(dāng)然,對(duì)于增強(qiáng)界面粘接來說,最常用的還是常壓空氣等離子體處理的方法。

綜上所述：等離子體處理是由反應(yīng)活性很大的等離子體產(chǎn)生的高能粒子與被粘接材料表面發(fā)生強(qiáng)烈相互 作用的一種表面處理方法。利用等離子態(tài)的物質(zhì)轟擊基材表面,通過表面分子氧化、接枝引入各種活性基團(tuán)來改善高分子材料的潤濕性并提升黏附力。